一、選擇題（每題2分，共20分）
1、數控機床的組成部分包括(  B  )
A．輸入輸出裝置、光電閱讀機、PLC裝置、伺服系統、多級齒輪變速系統、刀庫
B．輸入輸出裝置、CNC裝置、伺服系統、位置反饋系統、機械部件
C．輸入輸出裝置、PLC裝置、伺服系統、開環控制系統、機械部件
D．輸入輸出裝置、CNC裝置、多級齒輪變速系統、位置反饋系統、刀庫
2、計算機數控系統的優點不包括(  C  )
A．利用軟件靈活改變數控系統功能，柔性高
B．充分利用計算機技術及其外圍設備增強數控系統功能
C．數控系統功能靠硬件實現，可靠性高
D．系統性能價格比高，經濟性好
3、機床數控系統是一種(   C   )
A．速度控制系統    B．電流控制系統 C．位置控制系統   D．壓力控制系統
4、半閉環控制系統的傳感器裝在(   A )
A．電機軸或絲杠軸端    B．機床工作臺上 C．刀具主軸上        D．工件主軸上
5、步進電動機多相通電可以(   A   )
A．減小步距角         B．增大步距角 C．提高電動機轉速    D．往往能提高輸出轉矩
6、用光柵位置傳感器測量機床位移，若光柵柵距為0.01mm，莫爾條紋移動數為1000個，若不采用細分技術則機床位移量為(   C )
A．0.1mm      B．1mm      C．10mm      D．100mm
7、所謂開環的數控伺服系統是指只有(  B   )
A．測量實際位置輸出的反饋通道 B．從指令位置輸入到位置輸出的前向通道 C．開放的數控指令 D．位置檢測元件
8、FANUC 0i系列數控系統操作面板上用來顯示圖形的功能鍵為（ C ）。
A  PRGRM　　B  OPR/ALARM　　C  AUX/GRAPH　　D  OFFSET
9． 數控系統所規定的最小設定單位就是（  C ）。
A   數控機床的運動精度  B   機床的加工精度  C   脈沖當量 D   數控機床的傳動精度
10、通常數控系統除了直線插補外，還有（  B ）。
A 正弦插補        B  圓弧插補                 C  拋物線插補 D 多義線插補

二、填空題（每空2分，共20分）
1、計算機數控系統的軟件結構特點（1）   多任務性   （2）   實時性    。
2、數控機床伺服系統，按其功能和用途可分為進給驅動和主軸驅動，相應的對進給伺服電機要求恒  轉矩   ，寬調速范圍，主軸伺服電機要求恒  功率 范圍寬  ，寬調速范圍，以滿足伺服需求。
3、步進電機通過控制   脈沖頻率   控制速度；通過控制   脈沖數量   控制位移量；通過改變步進電機輸入脈沖信號的循環方向，實現步進電機的正反轉。
4、主軸準停又稱為主軸定向功能，即當主軸停止時，控制其停于固定位置，它主要可應用于加工中心自動換刀、加工階梯孔或精鏜孔后退刀時。

三、判斷題（每題2分，共10分）
1、( √) 如果在數控車床上車削螺紋，該數控車床必須有主軸脈沖編碼器，并處于工作狀態。
2、( √ ) 數控車床加工中，若刀具需移動一個準確的尺寸，則這個尺寸的正確性是依靠進給伺服系統來保證的。
3、( × ) 加工端面或直徑變化較大的工件時，若數控車床的主軸可伺服（即能無級變速） ，通常采用恒轉速車削。
4．( × ) 數控機床伺服系統的作用是把來自數控裝置的脈沖信號轉換成機床移動部件的運動。
5、( × ) 數控機床適于單件、小批生產形狀復雜的工件，不適合大批量加工。

四、簡答題（每題8分，共40分）
1.試述脈沖增量法和數據采樣法在插補方法上的區別。
    答：1、按插補算法不同，有多種不同復雜程度的插補處理。一般按照插補結果，插補算法被分為脈沖增量插補法和數字采樣插補法兩大類。前者的插補結果是分配給各個軸的進給脈沖序列；后者的插補結果是分配給各個軸的插補數據序列。

2.簡述數控系統的插補概念。
    答：機床數控系統的核心技術是插補技術。在數控加工中，數控系統要解決控制刀具與工件運動軌跡的問題。在所需的路徑或輪廓上的兩個已知點間，根據某一數學函數確定其中多個中間點位置坐標值的運動過程稱為插補。數控系統根據這些坐標值控制刀具或工件的運動，實現數控加工。插補的實質是根據有限的信息完成“數據密化”的工作。

3.簡述數控開環、半閉環、閉環系統的區別。
    答：開環伺服系統即無位置反饋的系統，其驅動元件主要是功率步進電機，其實質是數字脈沖到角度位移的變換，它不用位置檢測元件實現定位，而是靠驅動裝置本身，轉過的角度正比于指令脈沖的個數，速度由進給脈沖的頻率決定。
開環系統的結構簡答，易于控制，但精度差，低速不平穩，高速扭矩小。一般用于輕載負載變化不大或經濟型數控機床上。
    閉環伺服系統是誤差控制隨動系統，該裝置測出實際位移量或實際所處位置，并將測量值反饋給CNC裝置，與指令進行比較，求得誤差，構成閉環位置控制。
    閉環伺服系統是反饋控制，測量裝置精度很高，系統傳動鏈的誤差，環內各元件的誤差以及運動中造成的誤差可以得到補償，大大提高了跟隨精度和定位精度。
    半閉環系統指位置檢測元件不直接安裝在進給坐標的最終運動部件上，而是中間經過機械傳動部件的位置轉換，即坐標運動的傳動鏈有一部分在位置閉環以外，在環外的傳動誤差沒有得到系統的補償，因而這種伺服系統的精度低于閉環系統。

4.數據采樣插補的原理是什么？試對其插補精度進行分析？
    答：插補采用的是軟件插補法，其輸出的插補結果不是脈沖，而是數據。數控系統定時地對位置檢測進行采樣，采樣數據與插補程序所產生的指令數據相比較后，得到位置偏差，經伺服驅動控制伺服電動機。
    從插補過程實現的方式上來說有粗插補和精插補。粗插補采用軟件方法先將加工軌跡分割為線段，精插補采用硬件插補器將粗插補分割的線段進一步密化數據點。粗、精插補相結合的方法對數控系統運算速度要求不高，并可節省存儲空間，且響應速度和分辨力都比較高。

5.數控系統由哪幾個基本組成部分？各部分的基本功能是什么？
    答：數控系統一般由輸入／輸出裝置、數控裝置、驅動控制裝置、機床電器邏輯控制裝置四部分組成，機床本體為被控對象。
    輸入裝置將數控加工程序等各種信息輸入數控裝置，輸入內容及數控系統的工作狀態可以通過輸出裝置觀察。
    數控裝置是數控系統的核心。它的主要功能是：正確識別和解釋數控加工程序，對解釋結果進行各種數據計算和邏輯判斷處理，完成各種輸入、輸出任務。
    驅動控制裝置位于數控裝置和機床之間，包括進給軸伺服驅動裝置和主軸驅動裝置，進給軸伺服驅動裝置由位置控制單元、速度控制單元、電動機和測量反饋單元等部分組成，它按照數控裝置發出的位置控制命令和速度控制命令正確驅動機床受控部件(如：機床移動部件和主軸頭等)
    機床電器邏輯控制裝置也位于數控裝置和機床之間，接受數控裝置發出的開關命令，主要完成機床主軸選速、起停和方向控制功能，換刀功能，工件裝夾功能，冷卻、液壓、氣動、潤滑系統控制功能及其它機床輔助功能。其形式可以是繼電器控制線路或可編程序控制器（PLC）。

五、計算題（每題10，共10分）
1. 一采用三相六拍驅動方式的步進電機，其轉子有80個齒，經絲杠螺母副驅動工作臺作直線運動，絲杠的導程為5mm，工作臺移動的最大速度為30mm/s，求：
(1)步進電機的步距角；
(2)工作臺的脈沖當量；
(3)步進電機的最高工作頻率